/*
Ladungsmessung mit INA219, 06.04.2022
- Bibliothek von https://arduino-projekte.webnode.at/meine-libraries/stromsensor-ina219/
- Shunt 0,01 Ohm, Teiler 100
- Messbereich Shunt 320 mV
- Messspannung max. 32 V
- Messungen alle 2 Sekunden
- Laufzeit ca. 24 Stunden
- Anzeige zweistellig mit Schieberegister, Displays gemeinsame Anode
- Messbereich 0,1 bis 99 Ah
- www.buschke.net
*/

//Bibliotheken I2C und INA laden
#include "Wire.h"
#include "MyINA219.h"

//Pin-Zuordnung
#define CLOCKPIN 2    //Pin 4
#define LATCHPIN 3    //Pin 5   Einer
#define DATAPIN 4     //Pin 6

#define clockpin 5    //Pin 11
#define latchpin 6    //Pin 12   Zehner
#define datapin 7     //Pin 13

#define punktPin 8    //Pin 14
#define blinkLED 9    //Pin 15                 
#define minusPin 10   //Pin 16

byte sieben_seg_ziffern[10] = 
  {
  B00000001,  //0
  B01001111,  //1
  B00010010,  //2
  B00000110,  //3
  B01001100,  //4
  B00100100,  //5
  B00100000,  //6
  B00001111,  //7
  B00000000,  //8
  B00000100   //9
  };

//I2C-Adresse Messsensor = 0x40  
MyINA219 INA(0x40);  

// globale Variablen INA
float current, y;

void setup()
  {
  pinMode(LATCHPIN, OUTPUT);
  pinMode(CLOCKPIN, OUTPUT);
  pinMode(DATAPIN, OUTPUT);
  pinMode(latchpin, OUTPUT);
  pinMode(clockpin, OUTPUT);
  pinMode(datapin, OUTPUT);
  pinMode(punktPin, OUTPUT);
  pinMode(blinkLED, OUTPUT);
  pinMode(minusPin, OUTPUT);
  
  Serial.begin(115200);
  delay(100);

  Wire.begin();

//INA219 initialisieren
  INA.reset(); //Ruecksetzen aller Register des INA219
  INA.setRange(INA219_RANGE_32); //Messbereich Bus-Spannung = 32 V (alternativ ...RANGE_16 = 16 Volt)
  INA.setGain(INA219_GAIN_320); //Messbereich Shuntspannung = +/-320 mV
  INA.init(); 

//beide Schieberegister auf Null stellen
  digitalWrite(LATCHPIN, LOW);
  shiftOut(DATAPIN, CLOCKPIN, LSBFIRST, sieben_seg_ziffern[0]);
  digitalWrite(LATCHPIN, HIGH);
  digitalWrite(latchpin, LOW);
  shiftOut(datapin, clockpin, LSBFIRST, sieben_seg_ziffern[0]);
  digitalWrite(latchpin, HIGH);
  digitalWrite(minusPin, LOW);
  digitalWrite(punktPin, HIGH); 
  delay(100);
  }
  
void loop() 
  {
  float tempAdd = 0;  
  float Minutenwert = 0;
  float Anzeigewert = 0;
  float Grundzahl = 0;
  byte Zehner = 0;
  byte Einer = 0;
  digitalWrite(blinkLED, HIGH);
  
//Schleife für 24 Stunden
  for(int Minuten = 1440; Minuten > 0; Minuten--) 
    {
//Schleife für eine Minute  
    for(byte Messungen = 30; Messungen > 0; Messungen--)
      {        
              // Messwerte abfragen
        INA.startSingleMeas();
        while (!INA.conversionReady()); //Warte, bis Messung fertig ist
        if (!INA.currentOverflow() && !INA.voltageOverflow())
        {
        INA.readRawValues(); //Einlesen der Rohwerte

        delay(200);

              //Berechnen des Stromes 
        y = INA.calcCurrent();
        current = y / 100;
        }
              // Messungen eine Minute addieren und Mittelwert errechnen
      float m = tempAdd + current;
      tempAdd = m;
      Minutenwert = tempAdd / 30; // bei 30 Messungen pro Minute   
      
        digitalWrite(blinkLED, LOW);
        delay(1585);  //+ 15 ms Laufzeit der Loop
        digitalWrite(blinkLED, HIGH);
        delay(200);
          Serial.print(" Minuten: ");
          Serial.println(Minuten);
          Serial.print("Anzahl der Messungen: ");
          Serial.println(Messungen);
          Serial.print("Meßwert: ");
          Serial.println(current);
          Serial.print("Minutenwert: ");
          Serial.println(Minutenwert);
          Serial.println();
          Serial.println();   
      } //Ende der Minutenschleife
    
//Auswertung nach einer Minute Messzeit

              // Minutenwerte addieren
    float h = Anzeigewert + Minutenwert;
    Anzeigewert = h;
    Minutenwert = 0;
    tempAdd = 0;

              //Minuszeichen ermitteln
    if(Anzeigewert < 0)                
      {
      digitalWrite(minusPin, HIGH);
      Grundzahl = abs(Anzeigewert);
      }
    else
      {
      digitalWrite(minusPin, LOW);
      Grundzahl = Anzeigewert;
      }
              
              //Umrechnung in Ah       
    float a = Grundzahl;    
    float Ah = a / 60;

              //Kommastelle ermitteln
    if (Ah < 9.9)                        
      {
      Ah = Ah * 10;
      digitalWrite(punktPin, LOW);
      }
    else
      {
      digitalWrite(punktPin, HIGH);
      }
  
    byte value = round(Ah);
    if(value > 99)
      {
      value = 0;
      Anzeigewert = 0;
      tempAdd = 0;
      }

              //Zehnerstelle auszählen
    for(byte i = value; i > 9; i = i - 10)     
      {
      byte Addition = Zehner + 1;
      Zehner = Addition;  
      }
        Serial.print(" Zehnerstelle: ");
        Serial.println(Zehner);
    zehnerWrite(Zehner);
    byte k = Zehner * 10;
    value = value - k;

              //Einerstelle auszählen
    for(byte i = value; i > 0; i--)             
      {
      byte Addition = Einer + 1;
      Einer = Addition;
      }  
        Serial.print(" Einerstelle: ");
        Serial.println(Einer);
    einerWrite(Einer);

    Einer = 0;
    Zehner = 0;
  
  } //Ende der 24 Stunden Schleife 
}

void einerWrite(byte E)
    {
    digitalWrite(LATCHPIN, LOW);
    shiftOut(DATAPIN, CLOCKPIN, LSBFIRST, sieben_seg_ziffern[E]);
    digitalWrite(LATCHPIN, HIGH);
    }
void zehnerWrite(byte Z)
    {
    digitalWrite(latchpin, LOW);
    shiftOut(datapin, clockpin, LSBFIRST, sieben_seg_ziffern[Z]);
    digitalWrite(latchpin, HIGH);
    }